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第二篇 儿童各时期营养膳食与营养状况评价
从精子和卵子结合、新生命开始,直到成年,需经历胎儿期、婴儿期、幼儿期、儿童和青少年期。这个阶段生命总是处于不断发展和变化之中,体格、器官因生长而由小逐渐变大,器官、组织和系统因发育而逐渐成熟。而营养正是生命发生、发展的物质基础。
本篇从生命发生发展各时期的生理、代谢以及生长发育特点出发,将第一篇的营养学基础理论应用于小儿各期的营养实践中。其中,不同时期的营养和膳食、特别是科学饮食习惯培养及生命早期营养与后续健康等概括了最新的学术研究进展。本篇将更加强调营养学的应用和实践。
第四章 生命发展过程与营养
从最初受精卵开始的生命,在后续的各个生命历程中,机体健康始终承受着内在遗传因素、外在环境因素以及两者之间交互作用的影响。整个生命过程中的健康状况是每一阶段各种因素的综合结果。如果没有或尽可能地减少健康危险因素的作用,生命的发生和发展将是一个随年龄增加而发育成熟并逐渐衰退的老龄化过程。各种健康因素中,有些可以导致急性、慢性的健康问题,如严重营养缺乏、传染病、中毒等,损害健康和功能;而许多因素是在长期累积作用后,才导致疾病或功能损害。因此近年来,生命全程健康观被广泛接受,并成为预防医学的重要工作原理。从健康管理的角度,人类的生命过程可以人为地划分为胎儿和婴幼儿期、青少年期、成年工作期、晚年期和临终关怀期。不同生命阶段往往表现出不同的突出健康问题,但目前已经认识到,这些不同生命阶段之间存在着密切的联系。
近年来的研究证实,生命早期阶段的营养状况和生长发育,对儿童远期健康具有极为重要的影响。最近几十年的研究支持了一个相关学说的建立,即DOHaD学说。DOHaD(developmental origins of health and disease)学说旨在研究健康与疾病的发育起源。胚胎时期和出生后早期阶段所获营养状况,以及由此营养环境支持的生长发育状态,通过表观遗传为基础的调控作用,对远期阶段的健康状况产生影响,包括体格健康方面(代谢综合征各要素)、精神和行为健康、肿瘤等各种慢性非传染性疾病的风险。一个通俗的说法是,生命的最初1000天,即从胚胎到2岁期间,母婴营养和养育环境对儿童的生长发育起到决定性的作用,并影响儿童的未来,为一生奠定基础。
生命早期阶段的营养对生长状况的远期健康影响,进一步凸显了孕妇、乳母和婴幼儿人群营养的重要性,其影响不再限于传统上关注的近期健康效应(促进体格生长、智力发展和疾病抵抗力),而对慢性病的防控具有战略意义。这种重要性不仅得到学术界和卫生保健领域专家的关注,还得到国际政经组织和领袖的认同。例如,美国总统奥巴马在2012年全球农业和食品安全论坛上强调,我们要持续关注营养,尤其是婴幼儿营养,因为我们已经知道它的影响会持续终身。从生命发生到2岁前的千日阶段内的良好营养,意味着母子未来更健康的生活;更好的营养意味着更少的医疗负担,更好的社会生产,更少的援助需求。2008年,包括数名诺贝尔奖获得者在内的顶尖科学家和经济学家,在达沃斯经济论坛上达成的《哥本哈根共识》中提出,改善1000天关键时期的营养是全球健康发展的最佳投资方式之一。WHO更是通过多种形式,强调对生命早期1000天儿童营养的关注,呼吁世界各地立即行动,增加对婴幼儿营养的努力,促进母乳喂养,纠正婴幼儿营养不良,通过生命早期的投资收获终生红利。本章特别阐述生命早期阶段营养的相关理论和技术。
第一节 早期营养与健康
儿童期营养一直备受重视,为了让儿童获得更好的体格生长、智力发育和免疫能力,传统认识上一直追求为儿童提供尽可能多的营养供给。实际上,充足的营养供给(尤其是蛋白质和能量)确实能够带来非常明显的近期健康效益,包括更好的身高和体重、更好的脑和神经功能发展及更强的抗病能力。但是,近年来的研究开启了另一个视野,即生命早期营养对远期健康的影响日益受到关注。这个领域中的新发现和相应的理论观点拓展了对儿童期营养意义的认识,也给儿童营养的许多传统观念和实践带来冲击和挑战。
一、早期营养和生长对近期健康的影响
(一)营养对生长发育的促进作用
充足的营养促进良好生长发育。该方面的研究包括动物实验、人体研究、临床观察到人群试验等,研究范畴包括所有营养素,涉及的人群包括生长发育的各个阶段。图4-1-1显示了早产儿蛋白质和能量摄入量与体重增重速率关系,是营养促进生长的一个例子。因此,供给充足的膳食营养素,成为婴幼儿喂养实践中一个追求目标。2005年在全世界中低收入国家5岁以下儿童中,营养不良(年龄别体重Z评分<-2)发生率为20%(约7400万人);在发展中国家5岁以下儿童中,约32%(约1.78亿人)生长迟缓(年龄别身长/高Z评分<-2);全球5岁以下儿童中,消瘦(身长/高别体重Z评分<-2)发生率约为10%(估计全球约5500万人),见图4-1-2。我国儿童的营养状况随着经济的发展,有了很大的改善,但儿童营养不良仍然存在,2002年农村地区5岁以下儿童生长迟缓率和低体重率分别为17.3%和9.3%,贫困农村更是高达29.3%和14.4%。因此,在贫困和低收入人群,改善儿童营养状况仍然是一项需要特别重视的工作。
图4-1-1 早产儿蛋白质和能量摄入量与体重增重速率关系(Fomon SJ,et al.1986)
图4-1-2 世界范围5岁以下儿童生长迟缓发生率(2005年)(资料来源:WHO)
(二)早期营养是保障脑和认知功能发育的重要因素
大脑的生长取决于神经元细胞的大小及神经胶质细胞的数目。从妊娠中期至出生后18月龄是脑神经元的快速生长期。出生时大脑的重量为350~400g(体重的1/8),成人时大脑重量大约1500g(体重的1/40),脑的重量大部分是在2岁以前积累完成的,在18月龄时即可达到成人脑重量的70%(图4-1-3)。脑发育的这一快速时期,也是脑发育的敏感阶段,这个时期脑的发育特别容易受到各种内部和外部因素的影响。
图4-1-3 人脑的生长速度示意图
营养是大脑结构形成和功能发育的最重要外部因素之一。各种营养素都是大脑生长和发育所必需的,但相对而言,部分营养素因为存在较多问题而更多被关注,如蛋白质和能量,氨基酸中的色氨酸、酪氨酸、牛磺酸,长链多不饱和脂肪酸(long chain polyunsaturated fatty acid,LCPUFA)如DHA,微量元素铁、锌、碘,维生素叶酸、胆碱、维生素A和B族维生素等。Lucas等人在对早产儿的喂养试验中观察到,用营养强化配方喂养的早产儿,其7~8岁时总体智商(intelligence quotient,IQ)得分显著高于采用标准配方(足月儿配方)喂养的儿童,语言IQ甚至高出平均13分(图4-1-4)。婴儿期贫血可损伤儿童认知发育。美国学者在南美哥斯达黎加进行的研究显示,婴儿期患缺铁性贫血的儿童,在5岁时缺铁性贫血得到完全纠正的情况下,其认知功能测试得分,仍然明显落后于那些婴儿期没有缺铁性贫血的对照儿童(图4-1-5)。这些儿童长到10岁时,智力损伤仍然存在。
图4-1-4 早产儿出生后4周内不同喂养对智商的影响(Lucas A,et al.1998)
图4-1-5 婴儿期缺铁性贫血儿童5岁时认知功能各项指标的结果(与健康对照组结果的Z评分)(Lozoff B,et al.2000)
LCPUFA对婴儿脑生长和发育的促进作用也是目前讨论的热点,其中以DHA最受关注。研究显示,DHA在胎儿和婴儿脑中的聚积,与脑重的增长曲线非常吻合,说明DHA对脑的生长极为重要。而生命早期阶段DHA的摄入量对脑中DHA的累积关系密切。澳大利亚的Makrides M等测定了35例因意外事故死亡的不同月龄婴儿脑中DHA含量,对比后发现母乳喂养儿脑中DHA含量随周龄不断升高,而配方喂养儿升高不明显(图4-1-6)。说明富含DHA的母乳可促进婴儿脑中LCPUFA的积累;而没有添加DHA的配方喂养儿,脑中DHA累积受到影响。
图4-1-6 不同喂养方式婴儿脑中DHA累积对比(Makrides M,et al.1994)
研究显示,给儿童补充LCPUFA可促进视敏度和认知功能发育,尤其在早产儿效果更为明显。Birch EE等人将79名出生在美国德州达拉斯市的健康婴儿随机分为3组,在出生后5天内开始,分别用添加0.35%DHA,0.36%DHA+0.72%AA的配方粉以及不添加DHA和AA的普通(对照)配方粉喂养这些婴儿4个月,同时与母乳喂养儿进行比较。在12个月龄时检测血脂肪酸成分和视网膜灵敏度,18个月龄时测智力发育水平(Bayley量表)。结果显示,出生后4个月补充LCPUFA可明显促进18月龄时的智力发育指数(mental development index,MDI)(F=3.18, P<0.05),DHA+AA组显著高于对照组(t= 2.51, P<0.005);不管是通过母乳还是通过添加了DHA/ARA的配方奶获取LCPUFA,补充DHA/ARA的时间越长,其视敏度越高。
(三)营养缺乏损伤儿童免疫功能和疾病抵抗力
儿童免疫系统的发育、功能成熟和维持,都依赖良好的营养支持。营养缺乏时,儿童体格生长停滞,功能发育受阻,免疫系统的发育和免疫功能受损,儿童罹患感染性疾病的风险升高。表4-1-1数据显示,营养不良儿童传染性疾病死亡风险显著升高。生长迟缓和消瘦儿童死于感染性疾病的风险也同样升高。生长发育是儿童营养状况的一个敏感指标,生长发育不良儿童感染性疾病风险增加,营养不良是主要原因。除了蛋白质和能量外,对免疫功能有明显影响的营养物质还有维生素A、维生素C、铁、锌、硒等。前文述及,我国儿童中低体重、生长迟缓、消瘦等生长发育不良仍较普遍。此外,我国儿童微量营养素缺乏的发生率也很高,如我国2岁以内儿童的贫血患病率仍高达24.2%,1/3的城市儿童和2/3的农村处于维生素A缺乏和边缘缺乏状态。营养缺乏对儿童疾病抵抗力的损害需要给予足够重视。
母乳喂养对婴儿的感染性疾病风险具有明显的保护作用。一项Meta分析研究比较了6月龄内不同喂养方式(纯母乳喂养、基本纯母乳喂养、混合喂养和非母乳喂养)的婴儿各种感染性疾病发病率和死亡率相对风险:在6月龄内,与给予完全纯母乳喂养的婴儿相比,其他3种喂养形式下婴儿腹泻、肺炎的发病和死亡风险都明显升高;而且从基本纯母乳喂养、混合喂养到非母乳喂养,相对风险逐级升高。对7~24月龄婴幼儿,与仍有母乳喂养的婴儿相比,不再给予母乳喂养的婴儿,各种病因死亡率和腹泻患病率风险显著升高(表4-1-2)。
表4-1-1 不同年龄别体重Z评分儿童的感染性疾病风险
表4-1-2 不同喂养方式婴儿的感染性疾病风险 *
∗0~5月龄,与给予完全纯母乳喂养的婴儿相比的相对危险度;6~23月龄,与有任何形式母乳喂养的婴儿相比的相对危险度
此外,母乳喂养还可以可显著降低婴儿坏死性小肠结肠炎(necrotizing enterocolitis,NEC)的发病率。出生体重低于1850g的早产儿,给予完全配方喂养者NEC的发生率为7.2%,而采用纯母乳喂养者,NEC的发生率只有1.2%。胎龄在30周以上的早产儿,纯母乳喂养儿NEC的发生率只有配方喂养儿的1/20。
母乳喂养婴儿不仅感染性疾病危险低,而且患过敏性疾病的风险也较少。在1966—2001年进行的132项母乳喂养与过敏研究中,有56项研究获得明确结论,即母乳喂养对过敏性疾病有保护作用,而且对有过敏遗传倾向的儿童,保护作用更强。